PT2141691E - Adaptable noise creation device - Google Patents
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Abstract
Description
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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE CRIAÇÃO DE RUÍDO ADAPTÁVEL" A presente invenção refere-se a um dispositivo de criação de ruído acústico e adaptável, que é adequado para aumentar a capacidade de concentração das pessoas em ambientes de difícil acústica. Há muito tempo que já se conhecem altifalantes de superfície como tal, que constam por exemplo do documento DE 484 872. Num altifalante de superfície é aplicada uma bobina móvel que funciona segundo o princípio electrodinâmico, que é directamente colocada e mecanicamente fixada numa superfície - que começa por ser de um tamanho e espessura qualquer e num material seleccionado. Se a bobina móvel for electricamente estimulada por um sensor, as suas vibrações são transmitidas para a superfície que actua como membrana e, assim, esta superfície é, ela própria, utilizada como superfície de radiação sonora. Para um conversor electroacústico deste género haveria uma série de possibilidades de utilização. Se, apesar disso, até hoje ainda não teve o êxito esperado, salvo algumas excepções, isso deve-se às suas características electroacústicas, principalmente à sua função de transmissão.DESCRIPTION " ADAPTABLE NOISE CREATION DEVICE " The present invention relates to an acoustic and adaptive noise creating device which is suitable for increasing the ability of people to concentrate in difficult acoustical environments. Surface loudspeakers as such, for example from DE 484 872 have been known for a long time. In a surface loudspeaker a mobile coil is applied which operates according to the electrodynamic principle, which is directly placed and mechanically fixed to a surface - which begins to be any size and thickness and in a selected material. If the mobile coil is electrically stimulated by a sensor, its vibrations are transmitted to the membrane-acting surface and thus this surface is itself used as the surface of sound radiation. For an electroacoustic converter of this kind there would be a number of possibilities of use. If, despite this, to date it has not yet achieved the expected success, with some exceptions, this is due to its electroacoustic characteristics, mainly to its function of transmission.
Determinante para a função é principalmente a superfície de radiação sonora com as suas características mecânicas. Esta superfície só pode transmitir tons ou sons desde que vibre mecanicamente. Para além do constrangimento, ou seja do alojamento mecânico e do local de fixação da bobina móvel sobre ela, uma superfície em 2 forma de placa preferencialmente estimulada para vibrações de flexão é, já no seu comportamento vibratório, uma construção relativamente complexa. Enquanto que num altifalante habitualmente comercializado segundo 0 princípio electrodinâmico, mesmo que seja apenas com compromissos, ainda se consiga optimizar a membrana de radiação sonora no que diz respeito às suas caracteristicas acústicas, isto não é possível assim sem mais nem menos no altifalante de superfície. Esta problemática é ilustrada num exemplo: Se pretender utilizar uma superfície de vidro de uma montra, onde está colocada uma bobina móvel, como altifalante de superfície, está essencialmente definido o material, a forma e as dimensões da superfície de radiação sonora, assim como, o seu constrangimento. A resposta em frequência do altifalante de superfície neste exemplo está, por isso, essencialmente pré-definida. Normalmente as ressonâncias próprias da superfície utilizada para a radiação sonora condicionam neste material e com as dimensões da montra uma resposta em frequência, que pode ser descrita - simplificada - através de uma reprodução ampliada na área dos sons graves e ainda através de uma tendência para tinir, que se devem à influência de ressonâncias próprias de ordem superior que ainda se encontram na zona de percepção auditiva. Também ocorrem correspondentes não linearidades caracteristicas em outros materiais, como madeira ou materiais de obra de arte.Determinant for the function is mainly the sound radiation surface with its mechanical characteristics. This surface can only transmit tones or sounds as long as it vibrates mechanically. In addition to the constraint, i.e. the mechanical housing and the location of attachment of the movable coil thereon, a surface in the form of a plate preferably stimulated for bending vibrations is, in its vibrational behavior, a relatively complex construction. While in a loudspeaker usually commercialized according to the electrodynamic principle, even if only with compromise, it is still possible to optimize the sound radiation membrane with respect to its acoustic characteristics, this is not possible without more or less on the surface loudspeaker. This problem is illustrated in an example: If it is desired to use a glass surface of a display where a moving coil is placed as the surface loudspeaker, the material, shape and dimensions of the sound radiation surface are essentially defined, their embarrassment. The frequency response of the surface loudspeaker in this example is therefore essentially predefined. Normally the resonances of the surface used for the sound radiation condition in this material and the dimensions of the showcase a frequency response, which can be described - simplified - through an amplified reproduction in the area of the bass sounds and also through a tendency to jingle , which are due to the influence of higher order resonances that are still in the area of auditory perception. Corresponding nonlinearities also occur in other materials, such as wood or works of art.
Como já é conhecido, por exemplo, de US A 3.728.497, US A 3.636.281 ou US A 3.449.531, foram feitos esforços no sentido de eliminar as desvantagens do altifalante de superfície através de medidas construtivas. Foi, assim, possível obter certos melhoramentos, mas as tentativas 3 realizadas até agora ainda não obtiveram uma solução fundamental, que pudesse desenvolver um espectro de utilização maior para o altifalante de superfície. São já conhecidos outros dispositivos de criação de ruído a partir dos documentos US 2008101 44850 Al, US 5748748, US 4098370, EP 0 083 71 8 Al, US 5692053, JP 041 13946, EP A. 0 335 153, US 5781 640, bem como, JP 2005280546 A psicoacústica reconhece que em trabalhos intelectuais o grau de dificuldade é superior quando o ambiente de trabalho apresenta um elevado nível de ruído. Outro aspecto é o trabalho num espaço com várias pessoas sentadas lado a lado e a conversarem paralelamente, como acontece por exemplo num Call-Center. Aqui pode ser muito perturbador ouvir claramente as vozes das pessoas ao lado. 0 facto de ouvir sem querer a conversa dos outros desvia significativamente a sua própria capacidade de concentração em trabalhos intelectuais. Se estas vozes forem pouco perceptíveis, verifica-se um aumento na qualidade do trabalho graças à melhor concentração intelectual. A presente invenção pretende, por isso, disponibilizar um sistema ou um ensombrecimento que permite uma redução eficaz de interferências sonoras, principalmente no caso de uma acústica difícil e reverberante.As is known, for example, from US-A-3,728,497, US-A-3,636,281 or US-A-3,449,531, efforts have been made to eliminate the drawbacks of the surface loudspeaker by constructive measures. It has thus been possible to obtain certain improvements, but attempts so far have not yet achieved a fundamental solution, which could develop a wider usage spectrum for the surface loudspeaker. Other noise generating devices are known from US 2008101 44850 A1, US 5748748, US 4098370, EP 0 083 71 8 A1, US 5692053, JP 041 13946, EP A 0 335 153, US 5781 640, and as, JP 2005280546 Psychoacoustics recognizes that in intellectual works the degree of difficulty is higher when the work environment presents a high level of noise. Another aspect is working in a space with several people sitting side by side and talking in parallel, as for example in a Call Center. Here it can be very disturbing to hear clearly the voices of the people next door. The fact that you inadvertently listen to others' conversations significantly detracts from your ability to concentrate on intellectual work. If these voices are barely perceptible, there is an increase in the quality of work thanks to the better intellectual concentration. The present invention therefore seeks to provide a system or shadowing which allows an effective reduction of noise, especially in the case of difficult and reverberant acoustics.
Esta tarefa é resolvida pelas características da reivindicação da patente 1. As reivindicações dependentes apresentam versões privilegiadas.This task is solved by the features of patent claim 1. The dependent claims have privileged versions.
Em conformidade com a invenção, é assim disponibilizado um dispositivo de criação de ruído adaptável e em forma de um altifalante de superfície, que engloba pelo menos um actuador disposto numa placa de 4 suporta estimulado por vibrações, cujos sinais de ruido emitidos podem ser regulados através de pelo menos um dispositivo de controlo/regulação ligado ao actuador.According to the invention, there is thus provided an adaptive noise creating device in the form of a surface loudspeaker, comprising at least one actuator arranged in a vibration-stimulated support plate 4, the emitted noise signals of which can be regulated through of at least one control / adjustment device connected to the actuator.
Entre o dispositivo de controlo/regulação e o actuador existe, neste caso, um amplificador para amplificar os sinais que vêm do dispositivo de controlo/regulação.Between the control / adjustment device and the actuator there is in this case an amplifier to amplify the signals coming from the control / regulation device.
Relativamente às versões privilegiadas do dispositivo de controlo/regulação podem considerar-se aqui várias versões alternativas. Por um lado, dá-se preferência quando o dispositivo de controlo/regulação englobar pelo menos um interruptor manualmente regulável. Deste modo, pode-se - a pedido do utilizador - activar uma pré-definição de ruido, cuja amplitude pode ser regulada desordenadamente. É igualmente possível que o dispositivo de controlo inclua um computador, em cuja memória se guardam diferentes características de sons de ruído, que podem ser livremente alteradas ou alteradas por um programa pré-definido.With respect to the privileged versions of the control / adjustment device, several alternative versions may be considered here. On the one hand, preference is given when the control / adjustment device comprises at least one manually adjustable switch. In this way, it is possible - at the user's request - to activate a noise pre-setting, the amplitude of which can be regulated in a disorderly manner. It is also possible that the control device includes a computer in whose memory different characteristics of noise sounds are stored, which can be freely altered or changed by a predefined program.
Privilegia-se ainda se o computador tiver um microfone ligado, que registe os sinais acústicos dominantes e os transmita ao computador. No computador realiza-se uma análise destes sinais, onde - em função do volume sonoro do ambiente - o sinal do ruído emitido pode ser adaptado segundo um algoritmo previamente indicado.It is also preferable if the computer has a microphone on, which registers the dominant acoustic signals and transmits them to the computer. In the computer, an analysis of these signals is performed, where - according to the sound volume of the environment - the emitted noise signal can be adapted according to a previously indicated algorithm.
Numa versão igualmente privilegiada, é possível disponibilizar os sinais de ruído de uma base de dados. Esta base de dados também pode encontrar-se externamente, de modo a poder fornecer o sinal necessário a vários dispositivos de criação de ruído adaptáveis através de uma base de dados. Os sinais de ruído são transmitidos pela base de dados à unidade de controlo/regulação. 5In an equally privileged version, it is possible to make noise signals available from a database. This database can also be found externally, so as to be able to provide the necessary signal to various adaptive noise creation devices through a database. Noise signals are transmitted from the database to the control / regulation unit. 5
Numa versão privilegiada, a unidade de controlo/regulação pode ser comandada via rádio ou infravermelhos. Neste caso, a unidade de controlo/regulação é equipada com um emissor/receptor. A contraparte, de onde são emitidos os sinais de controlo, pode ser um telecomando ou também uma base de dados ou um computador.In a privileged version, the control / regulation unit can be controlled via radio or infrared. In this case, the control / regulation unit is equipped with a transmitter / receiver. The counterpart from which the control signals are issued may be a remote control or also a database or a computer.
Em conformidade com a invenção, a placa de suporte está ligada a um material isolador acústico. Deste modo, realiza-se por um lado uma atenuação sonora passiva e, por outro lado, pode continuar a reagir-se activamente contra o som existente através do actuador. 0 material isolador acústico é escolhido principalmente de entre a lã mineral, espuma de gesso, espuma de melamina, esponja de poliuretano, espuma de alumínio, lã de cânhamo, tecidos não tecidos e/ou feltros.In accordance with the invention, the carrier plate is attached to an acoustic insulation material. In this way, a passive sound attenuation is performed on the one hand and, on the other hand, it can continue to actively react against sound through the actuator. The acoustic insulation material is chosen mainly from mineral wool, plaster foam, melamine foam, polyurethane sponge, aluminum foam, hemp wool, nonwoven fabrics and / or felts.
Privilegia-se ainda que o material isolador acústico seja revestido com um material de cobertura, que é electronicamente estimulado, de modo que o material de cobertura fique iluminado, que possibilita a iluminação do material de cobertura. A iluminação do material de cobertura pode variar em toda a gama de cores completa. Principalmente a cor da iluminação pode ser controlada por uma unidade informática central, de modo a poder regular separadamente as cores pretendidas ou poder proceder a uma alteração continua através da gama completa de cores. A placa de suporte segundo a invenção pode ser constituída como placa de parede, placa de chão, placa de móvel, separador, placa de armário e/ou parede divisória. A presente invenção é explicada em pormenor por meio das figuras anexas sem limitar a invenção aos parâmetros apresentados nas figuras e às versões especiais. 6 A Figura 1 apresenta um dispositivo de criação de ruido 1 óptico e adaptável, que é composto por um suporte 2 estimulável por vibração, bem como, por um material isolador 9 acústico ligado, de forma plana, ao suporte 2. 0 material isolador 9 dispõe de determinadas caracteristicas acústicas, como por exemplo caracteristicas de absorção sonora, que constituem a acústica em espaços, em que a absorção sonora reduz o tempo de reverberação de um espaço. No centro do suporte 2 está integrado um actuador acústico 3.It is further preferred that the acoustic insulation material is coated with a cover material, which is electronically stimulated, so that the cover material is illuminated, which enables illumination of the cover material. The illumination of the cover material can vary across the full color range. Mainly the color of the illumination can be controlled by a central computer unit, so that it can regulate the desired colors separately or be able to make a continuous change through the full color range. The support plate according to the invention may be constituted as wall plate, floor plate, movable plate, separator, cabinet plate and / or partition wall. The present invention is explained in detail by means of the attached figures without limiting the invention to the parameters shown in the figures and to the special versions. Figure 1 shows an optical and adaptive noise-creating device 1, which is composed of a vibration-stimulable carrier 2, as well as, by an acoustic isolator 9 connected flatly to the carrier 2. The insulating material 9 has certain acoustic characteristics, such as sound absorption characteristics, which constitute acoustics in spaces, where sound absorption reduces the reverberation time of a space. An acoustic actuator 3 is integrated in the center of the support 2.
Os profissionais do ramo entendem claramente que, entre outros, as caracteristicas do suporte 2 de absorção sonora, a sua forma, o tamanho da sua superficie, a sua espessura e, principalmente, também as suas caracteristicas mecânicas, mas também a constituição do actuador 3, bem como a sua disposição local no suporte 2 de absorção sonora, determinam as caracteristicas acústicas do altifalante de superfície 1. Uma vez que, por exemplo, se podem utilizar materiais completamente diferentes no suporte de radiação sonora 2, a própria selecção de material constitui uma dificuldade. Pois depende do facto do altifalante de superfície 1, como no caso de materiais em madeira, principalmente na gama de frequência mais elevada ou, por outro lado, como por exemplo no vidro e também plásticos na gama de baixa frequência, apresentar uma maior atenuação e em último caso reproduzir de modo ampliado elevadas percentagens de frequência e tiver tendência para tinir. Por causa desta problemática é que os altifalantes de superfície, apesar dos princípios para isso já serem bem conhecidos, ainda não obtiveram êxito em várias situações de aplicação possíveis e porque se 7 conhecem outros conversores electroacústicos, cuja resposta em frequência é mais fácil de corrigir. 0 actuador 3 está em contacto com um amplificador de áudio 5, que recebe os seus sinais de áudio, como por exemplo sinais de ruido, de um dispositivo de controlo/regulação 4. Este dispositivo de controlo pode, por exemplo, dispor de um suporte de memória 10, que pode um leitor de CDs, por exemplo. A particularidade consiste no facto do sistema ser adaptável e, em função da diferença do material isolador 9 colocado sobre esta placa vibratória 2, emitir diferentes sinais de ruido, que tem conta a atenuação acústica da placa, para poder em todo o caso emitir o mesmo sinal de ruido com o mesmo carácter.Those skilled in the art clearly understand that, among other things, the characteristics of the sound absorbing carrier 2, its shape, the size of its surface, its thickness and, especially, also its mechanical characteristics, but also the constitution of the actuator 3 , as well as their local arrangement on the sound absorbing carrier 2 determine the acoustic characteristics of the surface loudspeaker 1. Since, for example, completely different materials may be used in the sound radiation carrier 2, the material selection itself constitutes a difficulty. It depends on the fact that the surface loudspeaker 1, as in the case of wood materials, especially in the higher frequency range or, on the other hand, as for example in glass and also plastics in the low frequency range, has a higher attenuation and in the latter case, to reproduce in an extended manner high frequency percentages and tend to jingle. Because of this problem, surface loudspeakers, although the principles for this are already well known, have not yet been successful in several possible application situations and because they are familiar with other electroacoustic converters whose frequency response is easier to correct. The actuator 3 is in contact with an audio amplifier 5, which receives its audio signals, such as noise signals, from a control / adjustment device 4. This control device can, for example, have a support of memory 10, which can a CD player, for example. The particularity is that the system is adaptable and, depending on the difference of the insulating material 9 placed on this vibrating plate 2, emit different noise signals, which takes into account the acoustic attenuation of the plate, in order to be able to emit the same signal with the same character.
Os diferentes sinais de ruido podem ser mudados localmente no painel 2 vibratório por ex. através de interruptores adequados 4a, em que tendo sempre em conta e procedendo à correcção das caracteristicas de atenuação acústica do material 9 colocado sobre o painel 2, é possivel obter a mesma caracteristica de som ou pode percepcionar-se para todas as versões a mesma percepção de som subjectiva. De igual modo, é possivel regular a amplitude dos sinais acústicos através dos interruptores 4a. O dispositivo de controlo 4 está ainda, por exemplo, ligado a uma unidade informática ou uma base de dados 6 através de uma ligação USB fixa 8, pela qual é possivel comandar a unidade de controlo 4 e/ou o amplificador 5. É igualmente possivel fornecer ao dispositivo de controlo 4 sinais acústicos, como por ex. sinais de ruido, que podem estar memorizados na unidade informática ou na base de 8 dados 6. 0 dispositivo de controlo 4 é, preferencialmente, um micro-controlador. A Fig. 1 mostra ainda a possibilidade de dotar a placa isoladora com um material de cobertura 11. Este pode, se necessário, ser estimulado para iluminar-se, na medida em que existem respectivas fontes de iluminação. A Figura 2 mostra outra versão privilegiada do dispositivo de criação de ruido acústico adaptável 1. Aqui o suporte 2 é igualmente provido de um material isolador acústico 9 e equipado com um actuador acústico 3. A particularidade da versão conforme a Figura 2 consiste, por um lado, na existência de um microfone 7, que detecta o volume sonoro do ambiente, encontrando-se o microfone 7 em contacto com um dispositivo de avaliação 4b, que pode ser por exemplo uma unidade electrónica de análise, como por ex. um computador. A unidade informática 4b analisa o espectro de frequência e/ou o volume sonoro da acústica ambiente detectada pelo microfone 7 e converte as informações obtidas em sinais de controlo para o dispositivo de controlo ou de regulação 4. Deste modo, é possível através da unidade informática 4b e do dispositivo de controlo 4 controlar activamente os sinais acústicos que serão emitidos pelo actuador no que diz respeito ao seu espectro de frequência, assim como, o seu volume sonoro, em função da acústica ambiente registada pelo microfone. Tal como na Figura 1 verifica-se ainda uma amplificação dos sinais emitidos pelo micro-controlador 4 através de um amplificador 5. Outro controlo activo do micro-controlador 4 é possível através de um computador externo 6, que pode por ex. comunicar por uma rede de rádio 8', 8" com o micro-controlador 4, de preferência. Deste modo, por exemplo os 9 sinais acústicos por produzir, como por ex. sinais de ruído, podem ser transmitidos via rádio pela central do computador ou base de dados 6. Os sinais acústicos transmitidos pela unidade informática 6 podem estar numa base de dados guardada na unidade informática 6. É ainda possível ser a unidade informática central 6 a detectar ou memorizar e analisar os sinais acústicos captados pelo microfone 7 e avaliados pela unidade informática 4b. Pode-se, assim, registar ou memorizar o perfil acústico actual ou calculado da respectiva sala a insonorizar. A unidade informática externa 6 possibilita ainda que as características de som localmente ajustadas possam ser substituídas ou alteradas via rádio pelo ponto central, por exemplo no que diz respeito a postos de trabalho não ocupados ou a um controlo no ritmo diurno/nocturno. 10The different noise signals can be changed locally in the vibrating panel 2 for example. by means of suitable switches 4a, whereby taking into account and correcting the acoustic attenuation characteristics of the material 9 placed on the panel 2, it is possible to obtain the same sound characteristic or the same perception can be perceived for all versions of subjective sound. Also, it is possible to adjust the amplitude of the acoustic signals through the switches 4a. The control device 4 is further connected, for example, to a computer unit or a database 6 via a fixed USB connection 8, by which it is possible to control the control unit 4 and / or the amplifier 5. It is also possible providing the control device with acoustic signals, e.g. noise signals which may be stored in the computer unit or in the data base 6. The control device 4 is preferably a microcontroller. Fig. 1 further shows the possibility of providing the insulation plate with a covering material 11. This may, if necessary, be stimulated to illuminate as there are respective light sources. Figure 2 shows another preferred version of the adaptive acoustic noise creating device 1. Here the holder 2 is also provided with an acoustic insulation material 9 and equipped with an acoustic actuator 3. The particularity of the version according to Figure 2 consists, for a side, in the presence of a microphone 7, which detects the ambient sound volume, the microphone 7 being in contact with an evaluation device 4b, which may be for example an electronic analysis unit, a computer. The computer unit 4b analyzes the frequency spectrum and / or the sound volume of the ambient acoustics detected by the microphone 7 and converts the information obtained into control signals to the control or control device 4. Thus, it is possible through the computer unit 4b and of the control device 4 to actively control the acoustic signals which will be emitted by the actuator with respect to its frequency spectrum as well as its sound volume as a function of the ambient acoustics recorded by the microphone. As in Figure 1, there is still an amplification of the signals emitted by the microcontroller 4 through an amplifier 5. Another active control of the microcontroller 4 is possible through an external computer 6, which may e.g. communicate over a radio network 8 ', 8 " with micro-controller 4, preferably. Thus, for example the 9 acoustic signals to be produced, eg. noise signals can be transmitted via radio via the central computer or database 6. The acoustic signals transmitted by the computer unit 6 may be in a database stored in the computer unit 6. It is further possible to be the central computer unit 6 to be detected or memorize and analyze the acoustic signals picked up by the microphone 7 and evaluated by the computer unit 4b. Thus, it is possible to record or store the current or calculated acoustic profile of the respective room to be soundproofed. The external computing unit 6 further enables the locally adjusted sound characteristics to be replaced or changed via the central radio, for example for unoccupied workstations or for daytime / nighttime control. 10
DOCUMENTOS APRESENTADOS NA DESCRIÇÃODOCUMENTS PRESENTED IN THE DESCRIPTION
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Documentos de patente apresentados na descrição DE 4S4S72 EP 0083718 AlPatent documents presented in the specification DE 4S4S72 EP 0083718 A1
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